基于国际—疾病分类法的计算思维能力培养实践医学计算机应用课程教学组织研究

崔金梅，刘 峰

（1.山西医科大学汾阳学院 计算机教研室，山西 汾阳 032200；2.山西医科大学汾阳学院 临床医学系，山西 汾阳 032200）

0 引 言

计算科学的发展推动着医学的进步，医疗大数据、云计算、人工智能正在改变医生工作模式，计算机和计算技术正帮助医生做很多识别、认知工作，并提供比较客观、准确的分析结果，进而降低经验判断的风险。

传统医学教育以培养学生临床思维和临床诊断能力为目标。临床思维是指在临床实践中收集和评价资料以作出诊断或处理的推理过程，是对疾病现象进行的调查研究。临床思维方法是医生认识疾病、判断疾病和治疗疾病等临床实践过程中所采用的一种推理方法[1]。

在医学教育新时代，开放式信息资源获取途径促使知识的更新速度更加快捷，医生可以通过各种智能化方式链接各类知识库实时动态获取医学知识。医学模拟教学、虚拟训练、智能化电子病历系统的应用，在培养高素质医学人才教学中，计算思维能力的培养起着举足轻重的作用，计算思维正成为解决各类课程问题的一种方法，尤其为掌握医学信息技术奠定了基础。目前，由于医学生计算思维能力培养不足，教学方式和思维习惯难适应医学信息化发展的节奏，教师教学费劲，学生学习困难。

如何提高教学效果，激发学生学习热情，提高学生学习计算科学的兴趣？笔者经过十多年的计算机课程教学实践，依托国际疾病分类，探索通过临床疾病信息组织教学内容，并采用项目情境教学法讲授计算问题，既掌握医学信息标准化知识又有助于培养科学思维能力，更好地分析和应用临床信息，取得了较好的教学效果。

1 基于国际疾病分类法的医学计算机应用课程教学内容组织

通过融国际疾病分类法于计算机课程教学，对医学计算机应用课程教学内容、教学组织与方法进行探究，以培养临床学生的计算思维意识、方法与能力为教学目标，可以拓展学生诊断思路，实现依靠新型计算手段的疾病诊断与创新。

1.1 理解计算思维并培养计算思维意识

现实问题能否用计算机来解决，关键看能否用计算机可接受的方式表达出来，如医学领域中住院病历主要诊断等医学术语的计算机有效表达、数据表示、存储与传输。启发学生利用计算机求解临床医学专业问题的独特思维方式，导入课程的学习。

首先，疾病名称的存储需要编码，卫生信息标准化中的国际疾病分类法ICD （International Classi fi cation of Disease，ICD）的讲解[2]，为临床信息标准编码的深入研究奠定了基础，ICD是电子病历系统临床信息表达标准化的重要编码。其次，编码需要转换为0、1码，成为机器能接受的编码存储、表达和交换，引出疾病诊断的机内码表示。第三，通过实现专业领域的计算过程，掌握自然社会事物和现象计算机处理方法。数值型、字符型、汉字、图形图像、多媒体等信息，任何数值型和非数值型等语义信息可以表示为0、1符号，实现计算机存储，理解信息编码的广泛意义[3]。

1.2 理解数据抽象与构造，掌握计算思维方法

在临床实践中，60%～70%的病例通过可靠收集病史，认真分析思考病人资料，经过缜密的临床思维后得出正确结论。通过对病历资料的计算机处理，获取病历信息知识，前提是临床数据抽象与建模，首先要抽取、概括、聚集所关心的各个疾病诊断，选择主要诊断，利用ICD疾病分类方法，可以用人体组织系统的内在联系和疾病表现的信息特点归类，将疾病的特性，用13个参数精确描述疾病实体[4]，既符合客观事实，又适应数据结构和数据操作。

在数据模型相关概念教学中，使抽象的概念具体化，通过医生、病人、住院、诊疗、病历、疾病诊断等实例引入，通过学生熟悉的疾病诊断性质和特征（病因、病理，发生的解剖部位和临床表现等）[4]，描述疾病实体属性非常重要，用具有唯一标识的ICD码为疾病实体的主属性（Key），解决疾病信息的计算机存储。

从现实世界到信息世界再到计算机世界，经过理解、区分、命名、表达并抽象为概念模型，将医疗文本映射到ICD标准术语与编码系统中，存储为关系模型的表现形式，以便于对病历数据库中各类数据集的定义、操作和控制，方便计算机的存储、查询和管理，并且通过收集、分析数据来理解和思考问题，

1.3 编程构造形成计算思维能力

程序是人与机器的对话，通过简单指令描述一个任务的计算，程序创作如同人生有始有终，选择、循环、条件控制制约走向。具有编程思维的人能够将一个问题清晰具体地描述出来，并将问题的解决方案表示为一个信息处理的流程[5]。简单说，培养学生编程思维就是培养理解问题、找出解决问题路径的能力。具有程序思维时很容易理解医院临床路径（Clinical Pathway or Clinical Paths，CP）管理，CP是程序化标准医疗模式，能使临床诊疗实现最优化。

编程时通常会把那些将会被重复使用的运算过程先编写并储存为函数，需要时直接调用，根据调用的场景、前提条件不同相应地改动输入参数即可，不用每次都重新编写。医生书写病历时用的病历模版，根据需要直接使用，方便快捷，这是函数化或模块化思维的运用。

1.4 数据驱动的医学知识发现

临床诊断本身是根据一个人的身体状况和生理状况，通过大数据作判断，然后在数据与某种疾病特征之间建立联系的医学知识发现过程。例如，随着生活水平的提高，通过数据分析提高医生经验认识后，可以动态调节人的很多健康指标，如高血压的阈值，125毫米汞柱是过去的限值，现在国际上已经调节到135毫米汞柱，由此可见，计算科学使医生对疾病与健康有了更客观的认识，计算思维对医生的帮助不容置疑。

国际疾病分类是临床信息分析与应用的基础，围绕疾病诊断的数据信息进行分类编码，是通过计算机和计算技术对临床医疗所涉及领域的疾病信息的标准化处理，进而形成对临床医疗过程所产生的临床数据、信息、知识的采集、加工、交换、分析应用[6]与研究的医疗信息生产链，医院也因此具有以电子病历为核心的临床数据库，即电子病历临床数据中心，数据中心自带前瞻性、回顾性的实验研究和统计分析功能，典型病例分析、疑难病例讨论等临床信息分析与知识发现为实施最佳诊疗方案提供了依据。

2 基于临床信息的项目情境教学法教学实践

在教学中笔者采用项目情境驱动医学计算机应用课程教学，围绕教学目标创设医学问题情境，寓教学内容于问题情境中，通过“病案信息管理系统”“疾病代码库”与“病例诊疗信息系统”等软件设计与应用系统开发，在解决医疗事务问题的应用系统开发时，教师拟定选题，需要考虑特定条件下有限资源的构造，引导学生理解医学人体的个体局限性。比如，人体疾病存在主要矛盾和关键层次，需要具体问题具体分析疾病与健康动态、安全、整体观念。疾病诊治过程首先进行鉴别诊断，计算思维帮助医生解释症状与现象。计算思维融于临床诊断，学生拥有了深刻理解疾病特征的一种新的思维方法。

在实验教学中，学生分组选题讨论、协作实践，做中学、学中做，实现教学互动，体验计算之美，收到意想不到的教学效果：学生学习兴趣以及主动运用计算思维的意识明显增强，提高了使用计算机的技能；通过小组协作实践，培养了团队合作意识；在情景中医学生积极探讨计算知识，发掘和激发潜能，锻炼了创造性思维；理解数据库应用系统的构成要素，掌握系统设计方法、开发方法与使用方法，创作完成作业；理解系统框架设计，协作与评估培养了学生高屋建瓴统筹规划全局的科学思维能力。

3 讨 论

3.1 分析与应用临床信息具有重要的现实意义

电子病历临床数据中心的建立，会给医生提供更好的佐证，有的病例或普通的疾病存在共性，临床数据中心可以帮助医生细分病种，提供可考虑的诊断建议，快速实现早期预防、及时诊断并修正诊断，将诊断思维纳入优化循环过程，提高临床治疗准确率，医学大数据也能实现诊断个性化，根据个人体质，确定个人治疗方案[2]。

3.2 临床思维与计算思维的关系

临床思维是在事实资料尚不系统、不完善的情况下，在比较、判断的基础上进行疾病诊断，针对复杂人体系统与生命健康的紧迫性作诊断决策。临床思维要求临床医生具有较高的综合素质与知识经验以及诊断的基本功。

临床医生对患者进行诊疗时需要获得与患者疾病诊断相关信息，通过中西医方式以及以往的经验知识，进行有目的、有选择地收集所需要的信息，获取与病人病症有关的数据，然后对数据进行解释和分析，最后获得与病人诊断结果相关数据，并从中得到医学知识的解释，进行诊断决策。

在临床推理中，计算思维可以提高收集病史的技巧，新的数字化医疗设备的广泛使用，在充分利用各种医技与实验室检查的合理解释和综合理解，使诊断更加客观与量化，调动了医生的全能分析思考作出鉴别诊断，运用计算思维立足病人实际进行的疾病诊断分析会更准确更科学，可见，计算思维对临床思维具有重要促进作用。

3.3 计算思维是新时代医学生必备的素质和技能[7]

以电子病历为核心临床数据中心的建立，实现历史病案数据仓库管理，成为循证医学证据基础，即形成以病人为中心的信息组织和数据基础，通过国际疾病分类法统一浏览手段、数据处理、知识管理，引用最有效的数据挖掘技术获得有价值的临床信息。

通过医学数据挖掘疾病规律，在数据中找到真相，增加手术的自信的同时，将得到新的知识加入到知识库中，这些知识又可作为解释其他数据的根据。用数据支持有临床经验的医生，通过信息收集、整理、组织、提炼、分析与应用拓展临床思维能力，获得科学临床研究结果，能够更好地提高自身的临床决策能力和科研能力。

随着电子病历的应用，计算思维正改变医生的思考方式，推动医疗模式的转变，不仅使医疗流程最优化、医疗质量最佳化、工作效率最高化、绩效评价自动化、决策方法科学化，而且为实现精准化和智慧化医疗提供了保证。

4 结 语

面对医疗信息化快速发展要求，医学院校计算机课程教学要转变教学观念，把握计算机与医学的深度融合趋势，实施课程整合，依托临床信息和疾病特征，组织医学计算机课程教学内容，改革教学方法，引导学生运用计算思维方式，将疾病分类知识融入科学思维培养的教学，医学生成为新世纪具备竞争力的高素质医学人才，将在学生就业和专业发展上具有重要意义。